柴油機燒瓦故障原因分析與預防

王曉蕾

摘 要：燒瓦屬于嚴重的機械故障，對柴油機燒瓦故障原因進行了分析，提出了預防措施，以提高柴油機的使用壽命，降低維修費用。

關鍵詞：柴油機;燒瓦;故障原因;預防

中圖分類號：S219.07文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.062

燒瓦是發(fā)動機最嚴重的機械故障，雖產(chǎn)生的原因各有不同，但根本結果是發(fā)動機曲軸與軸瓦之間的潤滑油膜破裂，而導致軸瓦與軸頸產(chǎn)生干摩擦，因摩擦產(chǎn)生的高溫使軸瓦合金層軟化甚至熔解，并粘咬在軸頸上，即為燒瓦。了解柴油機軸瓦產(chǎn)生的原因并采取合理的防止措施，對提高柴油機的使用壽命，降低維修費用都具有重要意義。

1 故障外在表現(xiàn)

發(fā)動機負荷突然增加，排氣管冒黑煙，轉速急劇下降，最后自動熄滅，自動熄火后曲軸不能搖動。

2 故障原因

（1）軸瓦與曲軸軸頸配合間隙過小或過大。主軸瓦和連桿軸瓦裝配時一定要符合技術要求，軸瓦嚙合面積要達85%以上。配合間隙：主軸瓦一般為0.09～0.16 mm，連桿瓦為0.08～0.15 mm。各類機型由于瓦片合金材料和軸頸尺寸大小不同，要求的配合間隙略有不同。軸瓦間隙過小，運轉中摩擦產(chǎn)生的熱量大，潤滑油不能充分地把熱量帶走，軸頸和瓦片受熱后膨脹，間隙變得更小，瓦片受熱軟化或熔化而與軸頸粘結，導致燒瓦。瓦片間隙過大，則影響潤滑油膜的形成，潤滑油到達摩擦表面后很快流失，起不到潤滑作用。瓦片間隙過大，工作中瓦片與軸頸發(fā)生沖擊，使瓦片合金剝落，造成接觸不均，最后導致燒瓦。

（2）曲軸主軸頸或連桿軸頸磨損成橢圓。主軸頸或連桿軸頸磨損成橢圓后，軸瓦與軸頸的配合間隙在橢圓的長軸方向為最小，在橢圓的短軸方向為最大。選配瓦片時，如果按長軸方向選配，則短軸方向間隙過大;如果按短軸方向選配，則長軸方向間隙過小。由于間隙不一致，瓦片與軸頸的嚙合面積也得不到保證。瓦片配合間隙不一致，影響潤滑油膜的形成，潤滑油從間隙過大處流失。配合間隙過小的長軸方向，則因摩擦過大，且缺少潤滑油，瓦片合金被擠壓粘結，導致燒瓦。

（3）潤滑不良導致的燒瓦。機油壓力過低或過高都易發(fā)生燒瓦的故障，油壓過低，機油無法到達軸與軸瓦配合的摩擦表面，使之得不到良好的潤滑，嚴重時會導致軸瓦合金脫落發(fā)生燒瓦。如油壓過高，會使軸頸與軸瓦之間難以保持良好的潤滑油膜，發(fā)生燒瓦。機油中進入水或柴油，就會破壞機油的潤滑性能，使機油變質，造成燒瓦。潤滑油管路堵塞、濾清器嚴重堵塞、機油泵損壞等，使機油缺失，潤滑冷卻強度不夠，造成發(fā)動機工作時軸瓦溫度迅速升高，軸瓦和軸頸發(fā)生膨脹變形，間隙消失，金屬直接接觸而燒瓦。

（4）曲軸軸向間隙過大或過小。發(fā)動機總裝時，要使曲軸保持一定的軸向間隙，使曲軸在工作中受熱膨脹后有一定的伸縮余地。軸向間隙過小，曲軸受熱后膨脹延伸量不足，因而轉動不靈活，產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象。曲軸在高速旋轉中有卡滯或停頓后，就會產(chǎn)生與曲軸旋轉方向相反的阻力矩，阻力矩作用于主軸瓦和連桿瓦，增加了反向摩擦力，導致燒連桿瓦或主軸瓦。曲軸軸向間隙過大，發(fā)動機工作時，連桿瓦和曲軸瓦除承受因曲軸旋轉產(chǎn)生的徑向扭力和沖擊力外，還要承受曲軸軸向竄動時的軸向摩擦力。軸向竄動量大時，還會破壞曲軸各軸頸與瓦片間潤滑油膜的形成。故軸向間隙過大，同樣導致燒連桿瓦或主軸瓦。

（5）配件選用不當造成燒瓦。一維修點將S195型發(fā)動機更換L195型發(fā)動機主軸瓦后，試車期間即燒主軸瓦。S195型發(fā)動機的主軸瓦為內(nèi)油槽式，只有一個通向后機體油道的油孔。左主軸承的潤滑是通過曲軸兩個斜向油道來的機油完成，所以必須是內(nèi)油槽式。其潤滑路線是：機油泵、曲軸斜油道、左主軸承（飛輪端）、連桿軸承、右主軸承。故左主軸承如果不是內(nèi)油槽式則保證不了連桿軸承和右主軸承的潤滑。而L195型發(fā)動機的主軸承是外油槽式，共有兩個油孔。一個對準主軸承座后油孔，與機體后油道相通;另一個對準主軸承座前油孔，通過“口”型油道去潤滑右主軸承。兩種型號的主軸承雖外形尺寸相同，但構造特點不同，誤用或錯用后，由于潤滑油道不通，導致燒瓦抱軸。

3 故障后處理建議

（1）燒瓦后應仔細清除粘結在曲軸軸頸上的合金，粘結燒傷不嚴重時，允許用0號砂布把軸頸表面拋光，然后按規(guī)定配合間隙選配軸瓦。軸頸表面燒傷嚴重或產(chǎn)生裂紋時，則需磨曲軸。

（2）對于主軸頸或連桿軸頸磨損成橢圓的，要把曲軸送大修廠按修理尺寸修復，消除橢圓度和錐度。按規(guī)定要求調(diào)整曲軸軸向間隙。

（3）找出軸瓦潤滑不良的原因，并排除。

2 預防軸瓦燒損的措施

（1）發(fā)動機修理后，在機體內(nèi)表面及油孔、油道內(nèi)會殘存一些金屬碎屑、油垢等。在裝配前必須將這些金屬碎屑、油垢清理干凈，以免堵塞潤滑油道影響軸瓦的潤滑。

（2）修理時，軸瓦與軸頸的接觸面積要求達到75%，最后一道主軸瓦的接觸面積力要求達到90%以上。安裝軸瓦時要注意提高軸瓦與軸頸的接觸面積，以保證軸與瓦有合理的配合間隙，保證軸瓦與軸頸間形成良好的潤滑油膜。

（3）檢查曲軸的彎曲度。當軸頸發(fā)生變形時，油壓分布變化很大，在油膜很薄處，很容易發(fā)生金屬間的直接接觸而引起粘結磨損，嚴重時抱瓦。當曲軸彎曲度超過0.2 mm時， 必須校修， 否則將破壞軸頸與軸瓦的正常配合， 造成更嚴重的燒瓦事故。

（4）注意潤滑系統(tǒng)工作性能檢查，保證機油壓力在正常范圍內(nèi)，定期更換機油，保證機油質量。

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